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국가적 필요성 대통령의 아젠다는 세계 기후변화 완화 , 해외 석유의존도 저하 , 경제부흥 , 환경개선을 위한 탄소중립 대체에너지자원 개발을 요구하고 있다 . 대통령 아젠다가 구체적으로 명시한 목표는 2012 년까지는 전력생산의 10 퍼센트를 재생가능자원에서 충당하고 , 2025 년까지는 25 퍼센트를 충당하는 것이다. 태양에너지는 이러한 과제달성에 있어 유망한 대체에너지 자원으로 , 전 세계 어느 국가든 언제든지 사용할 수 있는 자원이나 , 오염으로 인한 환경위협 또는 온실가스 배출로 인한 기후위협으로 작용할 수 있다 . 만약 미국이 이 분야에서 과학적 , 산업적 선두를 유지할 수 있다면 , 태양에너지 인프라의 개발은 미국의 에너지 독립을 보장할 뿐만 아니라 무궁한 경제적 기회가 될 것이다 . 오늘날 태양광 기술의 에너지균등화 비용은 보조금 없이는 아직까지 기존의 화석연료기술과는 경제적 측면으로는 비교할 수 없는 상황이므로 , 보다 새로운 혁신적 , 근본적 돌파구가 마련된다면, 기존 기술의 한계를 뛰어넘는 경제적인 태양에너지 기술 개발을 보다 촉진시킬 수 있다 . 나노기술은 현재 당면한 장애를 해소하고 태양에너지의 수집과 변환을 획기적으로 개선해 줄 수 있다 . 미국은 나노기술의 태양에너지 적용 분야에서 글로벌 리더가 될 수 있는 기회를 맞고 있으며 , 나아가 선두자리를 선점함으로써 경제적 효과 및 제조업 분야 고용창출이라는 큰 수혜를 얻을 수 있다 . : 본 이니셔티브는 3 대 R D 중점분야 및 핵심연구목표를 lsquo; 이미 선진화된 기술 ( 기존산업 ) rsquo; 에서 lsquo; 아직 선진화되지 않은 기술 ( 유망기술 ) rsquo; 의 순서로 다음과 같이 선정했다 . 분야 1. 나노기술을 접목하여 태양광전지를 통한 전력생산 개선 목표 1A. 태양광전지 (PV) 장치의 효율성 개선 1B. 목표 1A( 고효율 ) 과 목표 1C( 첨단 제조 ) 를 지원하기 위한 개선된 측정 및 분석기술 개발 1C. 태양광전지 (PV) 장치의 제조기술 고도화 1D. 나노기술기반 태양광전지 장치의 안전성과 수명 개선 분야 2. 나노기술을 접목하여 태양열에너지 생산과 변환 개선 목표 2A. 최적화된 태양에너지의 열변환 및 에너지 수집을 위한 새로운 조작 나노유체 (nanofluids) 개발 2B. 높은 태양광 CSP( 태양열 응집 발전 ) 수집 시스템을 위한 고도의 흡광도를 갖는 나노 복합재료 코팅소재 개발 , 2C. 효율적인 열전변환기 개발 분야 3. 나노기술을 접목한 태양광을 이용한 연료변환 기술 개발 (Solar-to-Fuel) 목표 3A. 태양연료의 지속가능한 생산을 위한 자연 광합성 활용 3B. 고효율성을 갖는 인공 광합성 시스템 개발 DOE: 태양에너지 수집 및 변환을 위한 나노급 물질과 장치를 통합하는 연구프로젝트에 대한 재정지원 . 해당 연구는 미 전역의 DOE 연구소 , 대학 , 민간기업에서 수행 . DOE 는 에너지 관련 연구개발의 주요 후원기관으로써 본 연구와 관련된 다양한 노력에 집중 . 과학적 성과물을 상용화 공정으로 통합하는 일은 연구 , 개발 , 시연 , 배치 (RDD D) 의 기술 파이프라인을 통해 이루어 짐 . NIST: 다양한 응용을 위한 나노급 측정 및 제작분야의 광범위한 역량을 제공 . 측정설비 및 시설은 차세대 나노급 물질의 개발 촉진에 사용될 수 있음 . NIST 가 갖는 산업과의 강한 연계성으로 개발된 측정법이 민간 산업 연구자들 및 정부 협력업체에도 신속하게 확산될 수 있도록 해 줄 것임 . NSF: 태양에너지의 고효율성 증대 , 변환 , 수집의 과학적 과제 수행을 위한 연구자들의 학제적 노력 지원 . 주된 목표는 수학 / 공학적 도구를 화학 / 물질과학과 연계하는 새로운 개념을 만들어 , 높은 성장세를 보이는 분야에 변형적 패러다임 (transformative paradigm) 을 개발하는 것 . 여러 다양한 학계로부터의 전문지식 및 시너지 통합에 기초한 변형적 사업 및 신개념의 잠재성을 또한 목표로 한다 . 모든 단계의 고도로 훈련된 과학 / 기술 인력에 대한 교육에 중점 . IC( 정보공동체 ): 태양 및 열에너지 수집 , 변환 , 저장을 위한 나노급 물질 , 장치 , 제조변환 관련 연구사업을 지원 . 광범위한 아이디어에 대한 초기 타당성 조사를 위한 재정지원을 제공하기 위해 R D 프로그램을 마련 , 이는 향후 발전성 및 미국의 제조기반시설로의 전환을 위한 가장 유망한 아이디어 선별이 목적 . USDA/NIFA: 농업작물 및 천연식물 분야의 광범위한 연구 , 교육 , 확장을 지원 . 신에너지 기술 연구의 좋은 예로는 엽채류에서 얻는 나노급 단잭빌 광합성 유닛을 사용해 태양에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는 기술 . 농업제품의 부가가치를 높임으로써 새로운 에너지 공급원을 제공하는 동시에 국가경제를 성장시킬 수 있음 . |
